新教材浙科版高中生物必修2学案第4章素能提升课遗传变异相关的重点题型与解题方法

基因突变、基因重组与染色体变异的比较[素能建构]比较项目基因突变基因重组染色体变异变异本质基因碱基序列的改变原有基因的重新组合染色体结构或数目发生改变发生时间有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期减数分裂Ⅰ前期和后期细胞分裂前的间期或分裂期适用范围生物种类所有生物均可发生自然状态下，真核生物真核生物细胞增殖过程均可发生生殖类型无性生殖、有性生殖有性生殖无性生殖、有性生殖产生结果产生新的基因产生新基因型，没产生新基因没产生新基因，基因数目或顺序发生变化鉴定方法光镜下均无法检出，可根据是否有新性状或新性状组合确定光镜下可检出意义生物变异的根本来源，为生物的进化提供了丰富的原材料生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要的意义对生物进化有一定意义应用诱变育种杂交育种单倍体、多倍体育种联系①三者均属于可遗传变异，都为生物的进化提供了原材料②基因突变产生新的基因，是生物变异的根本来源③基因突变是基因重组的基础④基因重组是生物变异的来源之一[对点训练]1．如图①②③④分别表示不同的变异类型，基因a、b仅有图③所示片段的差异。下列相关叙述正确的是()①②③④A．图中4种变异中能够遗传的变异只有①③B．③中的变异属于染色体结构变异中的缺失C．④中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复D．①②都属于染色体结构变异中的易位C[可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异，因此图中4种变异都能够遗传给后代，A错误；③中的变异属于基因突变中碱基对的插入或缺失，而不是染色体结构变异中的缺失，B错误；④中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复，C正确；图①是同源染色体非姐妹染色单体之间交叉互换，属于基因重组，图②是非同源染色体之间交换片段，属于染色体结构变异中的易位，D错误。]2．某二倍体生物，让其显性纯合个体(AA)与隐性个体(aa)杂交，子代中偶然发现了1只表现为隐性的个体，关于该变异个体出现的原因不正确的是()A．基因突变 B．染色体结构变异C．染色体数目变异 D．交叉互换D[根据题意可知，某二倍体生物，让其显性纯合个体(AA)与隐性个体(aa)杂交，子代正常情况下均为Aa，但是子代中偶然发现了1只表现为隐性的个体，该个体可能是基因型为aa，即发生了基因突变；基因型也可能是Oa，即发生了个别染色体缺失的现象，发生了染色体数目的变异，或者也可能是A所在的染色体部分片段缺失所致，即发生了染色体结构的变异现象。综上所述，A、B、C都可能是导致变异个体出现的原因，而交叉互换不会引起该个体变异的现象，故选D。]3．视网膜母细胞瘤基因(R)是一种抑癌基因，杂合子(Rr)仍具有抑癌功能。杂合子在个体发育过程中，一旦体细胞的杂合性丢失形成纯合子(rr)或半合子(r)就会失去抑癌的功能而导致恶性转化。如图为视网膜母细胞增殖过程中杂合性丢失的可能机制，下列分析正确的是()A．1是由减数分裂导致含R的染色体移到另一个细胞中所形成的半合子(r)B．2可能是由分裂时染色体分离不正常而导致纯合子(rr)的产生C．1、2、3、4的变异都可以通过显微镜观察出来D．1、2、3、4的变异有的对身体有利，有的对身体不利B[视网膜母细胞增殖方式是有丝分裂，1是有丝分裂导致含R的染色体移到另一个细胞中所形成的半合子(r)，A错误；2可能是有丝分裂后期染色体分离不正常而导致的，B正确；4属于基因突变，显微镜下观察不到，1、3的变异可以通过显微镜观察出来，C错误；据题干可知，图中无论哪种变异都会形成纯合子(rr)或半合子(r)，对身体都是有害的，D错误。]几种育种方法的比较[素能建构]杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种原理基因重组基因突变染色体数目变异染色体数目变异基因重组常用方法杂交、自交利用物理因素或化学因素诱导花药离体培养，再用秋水仙素处理单倍体幼苗用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗导入目的基因优点操作简单，目标性强，集中优良性状提高突变率，加快育种进程，大幅度地改良某些性状缩短育种年限，加快育种进程植株茎秆粗壮，器官大，营养物质含量丰富目的性强，定向改变生物的遗传性状缺点育种年限长，局限于亲缘关系较近的个体处理材料较多，突变后有利性状少技术复杂，成活率低发育延迟，结实率较低，只适用于植物技术要求较高，有可能引发生态危机实例培育杂交小麦、水稻等培育高产青霉素菌株水稻的单倍体育种培育三倍体无籽西瓜培育抗虫棉(1)根据育种目标选择育种方式(2)根据方法特点选择育种方式[对点训练]1.某生物的基因型为AaBB，通过下列技术可以分别将它转变为以下基因型的生物：①AABB②aB③AaBBC④AAaaBBBB。则以下排列正确的是()A．诱变育种、转基因技术、花药离体培养、细胞融合B．杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种C．花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术D．多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基因技术B[①将生物的基因型由AaBB转变为AABB，采用的技术是杂交育种；②将生物的基因型由AaBB转变为aB，采用的技术是花药离体培养；③将生物的基因型由AaBB转变为AaBBC，采用的技术是转基因技术；④将生物的基因型由AaBB转变为AAaaBBBB，采用的技术是多倍体育种，故选B。]2．下列有关生物变异和育种的叙述，正确的是()A．单倍体育种的目的是获得茎秆粗壮、营养丰富的植株B．杂交育种可将优良性状从一个物种转移到另一个物种C．诱变育种能定向改变生物的性状，获得人们所需的品种D．秋水仙素在单倍体育种和多倍体育种过程中的作用相同D[一般来讲，单倍体育种的目的是获得能够稳定遗传的纯合子，A错误；杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法，B错误；诱变育种的原理是基因突变，而基因突变具有不定向性，C错误；秋水仙素在单倍体育种和多倍体育种过程中的作用相同，都是抑制纺锤体的形成，D正确。]3．下面①～④列举了四种育种方法，有关的叙述错误的是()A.第①种方法一般从F2开始选种，因为从F2开始出现新的性状组合B．在第②种方法中，若F1中n对等位基因独立遗传，则单倍体幼苗有3n种类型C．第③种育种方法的作用机理是秋水仙素抑制纺锤体形成D．第④种方法中卫星搭载的种子应当选用萌发的种子或幼苗B[①是杂交育种，其原理是基因重组，F2因性状分离出现重组性状，所以一般从F2开始选种，A正确；②是单倍体育种，若F1中n对等位基因独立遗传，非等位基因之间将遵循基因自由组合定律，F1产生的配子有2n种，单倍体幼苗有2n种类型，B错误；③是多倍体育种，秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，使细胞不能正常分裂，从而使细胞中染色体数加倍，C正确；萌发的种子或幼苗因细胞分裂旺盛，容易诱导基因突变，可作为诱变育种的材料，D正确。]生物变异类型的实验探究[素能建构]利用“假说—演绎法”探究变异的类型1．假说—演绎法的基本内容2．变异类型实验探究题的答题模板提醒：(1)根据题目中的信息，要提出全部的假设，不能有遗漏；(2)对所提出的每一个假设，都要有相应的结果和结论；(3)反推——根据结论来推结果，即若结论是正确的，则必然会对应一个正确的结果，这是解题的关键。[对点训练]1.已知豌豆(2n＝14)的花色受非同源染色体上的两对基因A、a和B、b控制。红花(A)对白花(a)为完全显性。B基因为修饰基因，淡化花的颜色，BB与Bb的淡化程度不同：前者淡化为白色，后者淡化为粉红色。现将一株纯合的红花植株和一株白花植株(aaBB)杂交产生的大量种子(F1)用射线处理后萌发，F1植株中有一株白花，其余为粉红花。请回答下列问题：(1)关于F1白花植株产生的原因，科研人员提出了以下几种假说：假说一：F1种子发生了一条染色体丢失；假说二：F1种子发生了上述基因所在的一条染色体部分片段(含相应基因)缺失；假说三：F1种子一条染色体上的某个基因发生了突变。①经显微镜观察，F1白花植株________期四分体的个数为7个，可以否定假说一；②已知4种不同颜色的荧光可以对A、a和B、b基因进行标记。经显微镜观察，F1白花植株的小孢子母细胞(同动物的初级精母细胞)中荧光点的数目为________个，可以否定假说二。(2)现已确定种子萌发时某个基因发生了突变。①有人认为：F1种子一定发生了A→a的隐性突变。该说法是否正确？________，原因是_________________。②专家认为：F1种子中另一对基因发生了一次显性突变(突变基因与A、B基因不在同一条染色体上)，突变基因的产物可以抑制A基因的功能，但对a、B、b无影响。若假设正确，F1白花植株自交，子代表型及比例为_______________________。(3)生物体的性状是由基因与基因、________________以及基因与环境之间相互作用，精确调控的结果，上述实验结果可以对此提供一些依据。解析：(1)①出现四分体是减数第一次分裂前期的重要特征，因此用显微镜观察四分体应在F1白花植株减数第一次分裂的前期，此植物共有14条染色体，可形成7个四分体。如果观察到F1白花植株有7个四分体，说明没有丢失染色体；如果F1种子发生了一条染色体丢失，只会观察到6个四分体。②由于减数第一次分裂前的间期，染色体进行复制，其上的基因也复制，导致染色体上的基因加倍，因此用4种不同颜色的荧光对A、a和B、b基因进行标记，经显微镜观察，F1白花植株的小孢子母细胞(同动物的初级精母细胞)中荧光点的数目为8个，可以否定假说二，说明F1种子发生了一条染色体没有发生片段缺失，否则荧光点的数目会小于8个。(2)①F1植株的基因型为AaBb，而白色植株的基因型为aaB_或A_BB，因此，F1植株中有一株白色的原因可能是发生了A→a的隐性突变，导致F1植株的基因型由AaBb(粉色)变为aaBb(白色)，也可能是发生b→B的显性突变，导致F1的基因型由AaBb(粉色)变为AaBB，而基因型为AaBB的植株也开白色。因此有人认为F1种子一定发生了A→a的隐性突变，该说法不正确。②据题意可知，另外一对基因与A、B基因不在同一条染色体上，因此这三对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律。设另一对等位基因为C、c，据题意F1种子中另一对基因发生了一次显性突变，且突变基因的产物可以抑制A基因的功能，但对a、B、b无影响，因此F1白花植株的基因型为AaBbCc，结合题意“突变基因的产物可以抑制A基因的功能，但对a、B、b无影响”可知F1白花植株自交产生的后代植株的基因型、表型及所占比例：红色基因型为A_bbcc，所占比例为3/4×1/4×1/4＝3/64，粉色基因型为A_Bbcc，所占比例为3/4×1/2×1/4＝3/32，白色基因型分别为A_BBC_、A_BbC_、A_BBcc、A_bbC_、aaB_C_、aaB_cc、aabbC_、aabbcc，所占比例为1－3/64－3/32＝55/64，因此若假设正确，F1白花植株自交，子代表型及比例为红花∶粉红花∶白花＝3∶6∶55。(3)生物体的性状是由基因与基因、基因与基因的产物以及基因与环境之间相互作用，精确调控的结果，上述实验结果可以对此提供一些依据。答案：(1)①减数第一次分裂前②8(2)①不正确当发生b→B的显性突变时，基因型为AaBB的植株也开白花②红花∶粉红花∶白花＝3∶6∶55(3)基因与基因的产物2．小黑麦为二倍体生物，1个染色体组中含有7条染色体，分别记为1～7号，其中任何1条染色体缺失均会造成单体，即共有7种单体。单体在减数分裂时，未配对的染色体随机移向细胞的一极，产生的配子成活率相同且可以随机结合，后代出现二倍体单体和缺体(缺失一对同源染色体)三种类型。利用单体遗传可以进行基因的定位。(1)若需区分7种不同的单体，可以利用显微镜观察________进行判断。(2)每一种单体产生的配子中，含有的染色体数目为________条。(3)已知小黑麦的抗病(B)与不抗病(b)是一对相对性状，但不知道控制该性状的基因位于几号染色体上。若某品种小黑麦为抗病纯合子(无b基因也视为纯合子)，且为7号染色体单体，将该抗病单体与________杂交，通过分析子一代的表型可以判断抗病基因是否位于7号染色体上。①若子一代表现为____________________________，则该基因位于7号染色体上。②若子一代表现为____________________________，则该基因不位于7号染色体上。(4)若已确定抗病基因位于7号染色体上，则该抗病单体自交，子一代表型及比例为______________________。解析：(1)可以在有丝分裂中期时观察染色体形态、数目等，并且一个染色体组中的每条染色体的形态、大小均不同，因此若需区分7种不同的单体，可以利用显微镜观察染色体的形态和大小进行判断。(2)单体的体细胞染色体数目为14－1＝13(条)，并且单体在减数分裂时，未配对的染色体随机移向细胞的一极，因此每一种单体产生的配子中，含有的染色体数目为6或7条。(3)要判断抗病基因是否位于7号染色体上，可将该抗病单体与不抗病的正常二倍体杂交，通过分析子一代的表型可以判断抗病